本科毕业设计：15m×72m单跨双坡门式刚架钢结构工业厂房初步设计带吊车.doc

1设计前言 1.1设计题目 15m×72m单跨双坡门式刚架钢结构工业厂房初步设计（带吊车） 1.2设计地点 呼和浩特市区 1.3设计基本资料 某轻钢工业厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度15m,柱高10.5m，共有13榀刚架柱距6m,屋面坡度1∕10，地震设防烈度为8度，刚架形式及几何尺寸见图。屋面及墙面板为双层压型钢板带保温层；檩条墙梁为薄壁卷边C型钢,冻土深度1.6m,fk=150,钢材Q235,焊条E43型,采用内天沟。 图1 刚架形式及几何尺寸 2 荷 载 2.1屋面荷载 2.1.1 屋盖永久荷载标准值（对水平投影） a. XX75—200—200—600型双色彩色压型钢板 0.3 kN/㎡《建筑用压型钢板》（GB/T 12755—91） b.50mm厚保温玻璃棉板 0.05 kN/㎡ c. 檩条 0.05kN/㎡ d.悬挂管道 取 0.20KN/㎡ 合计 0.60KN/㎡ ∴ 恒荷载设计值： 0.60×1.2（恒载分项系数）=0.72kN/㎡ 2.1.2 可变荷载 ①屋面均部活荷载（不上人层）0.5kN/㎡,沿水平投影分布。 由《钢结构设计规范》（GB50017—2003） ②建筑结构设计考虑积雪分布的原则： (1)：屋面板和檩条按积雪不均匀分布最不利情况采用： 查得 =1.25 Sk=So =1.25×0.4=0.5 kN/㎡（沿水平投影分布） (2)：屋架、框架和柱按积雪全跨均匀分布的情况考虑后=1.0 SK=So=1.0×0.4=0.4kN/㎡ ③积灰荷载：屋面积灰荷载一般取为0.3～0.5 kN/㎡ ,取为0.5 kN/㎡ ∴屋面均布活荷载0.5kN/㎡,雪荷载0.4 kN/㎡ 取较大值 0.5 kN/㎡ 积灰荷载 0.5 kN/㎡ 因此：活荷载标准值Q=0.5 kN/㎡＋0.5 kN/㎡=1.0kN/㎡ 活荷载设计值q=1.0×1.4(活荷载分项系数)=1.4KN/㎡ 荷载效应符合下列原则： 屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑设计时取两者较大的值 积灰荷载与层面均布活荷载或雪荷载两者较大者同时考虑 2．1．3风荷载 由《建筑结构荷载规范》GB50009—2001及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002，可得基本风压，地面粗糙程度类别为B类；风荷载沿高度变化系数 对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度α不大于10°，屋面平均高度不大于18m，屋面高宽比不大于1，檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸时，风荷载体型系数应按下列规定采用： 表1 刚架的风荷载体型系数 图2 双坡刚架 3檩条设计 3.1设计资料 屋面材料为双层压型钢板（加保温层），屋面坡度1∕10（α=5.71°），檩条选用冷弯薄壁卷边槽型钢，按单跨简支构件设计，檩条跨度6m，于跨中设一条拉条，水平檩距1.5m。钢材Q235。 3.2荷载标准值 永久荷载： a. 双层彩色钢板加保温 0.35kN/㎡ b. 檩条(包括拉条) 0.05KN/㎡ 0.40kN/㎡ 可变荷载： 屋面均布活荷载和雪荷载的最大值为1.250.40=0.5 kN/㎡。 3．3内力计算 1檩条线荷载标准值 檩条线荷载设计值： 由可变荷载效应控制的组合 有永久荷载效应控制的组合 2弯矩设计值 （跨中负弯矩） 3.4截面选择及截面特性 1选用C180×70×20×2.5 ，见图3所示。 图3 檩条截面力系图 先按毛截面计算截面①、②、③点的应力为： （压） （压） （拉） 2受压板件的稳定系数 （1）腹板 腹板为加劲板件， 由公式 ： 代入 （2）上翼缘板 上翼缘板为最大压应力作用于支撑边， 由公式 ： 代入 （3） 受压板件的有效宽度 腹板 , 由公式 ： 代入 由公式 计算板组约束系数，代入 由于 则， ， 由公式 ： 代入 由公式 ： 代入 上翼缘板 代入 代入 由于 ，则 代入 下翼缘板 下翼缘板全截面受拉，全部有效。 有效净截面模量 上翼缘板的扣除面积宽度为：70－60.857＝9.143mm ,腹板的扣除面积宽度为：94.044－87.337＝6.708mm ，同时在腹板的计算截面有一Φ10拉条连接孔（距上翼缘板边缘35mm），孔位置与扣除面积基本相同，所以腹板的扣除面